Håndtering av alunskifer i byggeprosjekter – klassifisering, mellomlagring og deponi

Alunskifer i byggegropa er ikke et geologisk kuriosum, men en post i budsjettet og et punkt i fremdriftsplanen

Grunn med syredannende svartskifer regnes som forurenset grunn dersom annet ikke dokumenteres. Når massene graves ut, er de avfall som krever særskilt håndtering – ofte også radioaktivt avfall – og kan bare leveres til mottak med egen tillatelse. Feil håndtering gir sur avrenning til naboen, svellende masser under gulvet, ødelagt betong – og stans i prosjektet når kommunen eller Statsforvalteren kommer på tilsyn.

Denne artikkelen er for deg som skal prosjektere, søke eller grave: utbygger, entreprenør, ansvarlig søker og prosjekterende. Den går gjennom hva som utløser krav, hvordan massene klassifiseres, hva som gjelder for sortering, mellomlagring, transport og deponi, hvilke byggtekniske grep som må inn, og hva tiltaksplanen skal inneholde. Hva alunskifer er, og hvor den finnes, er dekket i egne artikler.

Når utløses krav om håndtering?

Regelverket blir aktuelt når det planlegges terrenginngrep i grunn som kan være syredannende. Etter forurensningsforskriften § 2-3 regnes grunn som kan danne syre i kontakt med vann eller luft, som forurenset grunn inntil annet er dokumentert, og har tiltakshaver grunn til å tro at grunnen er forurenset, skal den undersøkes før inngrepet. Det gjelder alle potensielt syredannende svartskifre, ikke bare det som heter alunskifer på kartet. Urørt berg under et bygg er ikke omfattet. Berg som skal sprenges, pigges, graves ut eller kjøres bort, er det.

Tre myndigheter kan være inne i samme sak:

  • Kommunen godkjenner tiltaksplanen for forurenset grunn før graving, og stiller krav i byggesaken og eventuelt i reguleringsplanen.
  • Statsforvalteren er myndighet for deponier og avfallsanlegg, og for mellomlagring utenfor tiltaksområdet eller annen disponering som krever egen tillatelse etter forurensningsloven.
  • DSA (Direktoratet for strålevern og atomsikkerhet) kommer inn når massene er radioaktivt avfall, eller når avrenning fra byggegropa kan gi radioaktiv forurensning over grenseverdiene. DSA godtar beregninger av utslipp basert på kjent aktivitet i berget og vannmengder fra gropa.

I praksis betyr det at klassifiseringen må være gjort og tiltaksplanen godkjent før gravemaskinen starter. Oppdages skiferen først i gropa, stopper arbeidet til dokumentasjonen er på plass, noe som kan gi betydelige forsinkelser og ekstrakostnader.

Klassifisering: hva analysene skal svare på

Massene må klassifiseres på tre uavhengige spørsmål, og svaret på hvert av dem styrer hvor massene kan ende:

SpørsmålMetodeKonsekvens
Er skiferen syredannende?Svovel- og karbonatinnhold (syredannende mot nøytraliserende potensial) og geokjemisk fingeravtrykk etter Miljødirektoratets fagrapport M-2105Syredannende → kun mottak med tillatelse. Usikker → videre karakterisering. Sannsynligvis ikke syredannende → kan vurderes for intern eller ekstern bruk når radioaktivitet, radon, annen forurensning og tekniske egenskaper er avklart
Er massene radioaktivt avfall?Uraninnhold; ved forhøyet uran måles aktivitet1 Bq/g naturlig radioaktivitet eller mer → radioaktivt avfall, deklareres og leveres til mottak med DSA-godkjenning
Hva lekker ut?Utlekkingstest (ristetest) på representative prøverAvgjør risiko ved mellomlagring og eventuell gjenbruk, og hvilken deponikategori massene tilhører

Prøvetakingen må følge skiferlagene, ikke byggegropas geometri. Alunskifer, Galgebergskifer og kalklag veksler på meters skala, og én prøve fra feil lag kan friskmelde et helt volum som ikke er friskt – eller motsatt. Geologisk kartlegging av lagenes orientering kommer derfor før prøveplanen, og analysene gjøres ved akkreditert laboratorium med lave nok deteksjonsgrenser.

To fallgruver som går igjen: kalkboller inne i alunskiferen gir «bufrende» verdier hvis de prøvetas alene, og masser under grensen for radioaktivt avfall kan likevel være sterkt syredannende. Galgebergskifer med bare en brøkdel av alunskiferens aktivitet har gitt avrenning med pH under 3 der den ble lagt ut ulovlig.

Sortering og mellomlagring på byggeplass

Alt som skjer i gropa, handler om å holde skiferen unna oksygen og fuktighet så lenge som mulig, og om å ikke blande masser som må til ulike mottak. Sammenblanding er den vanligste måten å gjøre en rimelig masse dyr på: blandes syredannende skifer med ren sprengstein, må hele volumet håndteres som det dyreste.

  • Sorter etter skifertype i gropa, ikke etter hva som er praktisk for lasting. Geologen bør merke horisontene før uttak, og ansvarlig for miljøoppfølging bør kunne stanse lasting ved tvil.
  • Ikke knus mer enn nødvendig. Knusing mangedobler overflaten mot luft og vann, og skiferstøv er reaktivt og etsende. Unngå pigging der sprengning eller saging er mulig, og etabler rutiner for støvdemping og feiing.
  • Minimer mellomlagringstiden. Fersk, uforvitret syredannende skifer bør etter M-2105 ikke mellomlagres mer enn totalt seks måneder fra uttak til endelig deponering. Overvann ledes utenom lageret, og behovet for tildekking, tett underlag og oppsamling vurderes ut fra lokaliteten. Forvitret skifer – gul, rustbrun eller smuldrende – bør ikke mellomlagres med mindre den holdes tørr og tildekket.
  • Ikke la gropa stå åpen lenger enn nødvendig. Eksponerte skiferflater begynner å forvitre i løpet av uker, og innsigsvann som har stått i kontakt med skiferen, må måles for pH og metaller før det pumpes ut.
  • Hold grunnvannet der det er. Senkning trekker luft inn i skiferen og starter forvitring også utenfor gropa.

Verneutstyr er ikke valgfritt. Forvitret alunskifer er etsende, støvet inneholder tungmetaller, og radon i gropa er normalt ikke et problem utendørs, men kan bli det i lukkede sjakter og kjellere.

Deponi og transport

Syredannende svartskifer kan bare leveres til mottak som har tillatelse for nettopp denne fraksjonen – fra Statsforvalteren etter forurensningsloven, og fra DSA der massene er radioaktive. Det gjelder også masser som ligger under grensen for radioaktivt avfall, fordi syredannelsen reguleres for seg. Vanlige mottak for lettere forurensede masser eller ren sprengstein kan ikke ta imot alunskifer, og gjør de det likevel, er det tiltakshaver som sitter med ansvaret.

Det finnes et fåtall slike deponier på Østlandet, og kapasitet og pris varierer. Før tiltaksplanen sendes inn, bør mottak være avklart skriftlig: hvilken fraksjon de aksepterer, hvilken dokumentasjon de krever, og hvilken mengde de kan ta innenfor prosjektets tidsramme. Radioaktivt avfall skal deklareres før transport, og leveringssedlene inngår i sluttrapporten til kommunen.

Kostnaden drives av tre ting du kan påvirke: hvor mye som graves ut (graveplan og kote), hvor rent det sorteres (sammenblanding øker volumet til deponi), og hvor lenge det mellomlagres (forvitret skifer kan bli en dyrere fraksjon enn frisk). Transportavstanden til godkjent mottak kommer i tillegg og kan bli vesentlig for prosjekter langt fra Oslo og Mjøsregionen.

Gjenbruk og disponering på stedet

Utgangspunktet i M-2105 er levering til godkjent mottak. Alunskifer og annen syredannende svartskifer kan ikke brukes som fyllmasse eller tilbakefylles uten risikovurdering, tekniske tiltak og tillatelse fra forurensningsmyndigheten. Det gjelder også innenfor egen tomt, og det gjelder uansett hva massene klassifiseres som med hensyn til radioaktivitet – DSA har egne anbefalinger for radium i tilkjørte masser under bygg som i praksis utelukker skifer rundt boliger.

Der gjenbruk likevel vurderes – typisk store samferdselsprosjekter med egne tillatelser – bygger løsningene på ett prinsipp: skiferen må holdes permanent tørr, eller permanent under vann, uten vekslende fuktforhold. Det betyr tett overdekning, drenering som hindrer at vann trekkes opp i massene, ingen knusing, og plassering der det uansett skal ligge tette sjikt. Slike løsninger må være prosjektert, dokumentert med utlekkingstester og godkjent før uttak, ikke improvisert når massene ligger i haug.

For ordinære byggeprosjekter må kostnaden ved å dokumentere og få godkjent gjenbruk vurderes opp mot kostnaden ved levering til godkjent mottak – for små volumer lønner det seg sjelden. Innsatsen bør heller gå til å redusere volumet som graves ut.

Byggtekniske grep

Massene som kjøres bort, er bare halve problemet. Skiferen som blir igjen under og rundt bygget, fortsetter å reagere hvis den får luft og fukt, og det er den som gir skadene tjue år senere.

Betong og sulfat

Surt, sulfatholdig porevann angriper betong kjemisk: sulfatene reagerer med sementen, betongen sprekker og smuldrer. Betong i kontakt med alunskifer må dimensjoneres for aggressivt miljø etter betongstandardens eksponeringsklasser for kjemisk angrep, med sulfatbestandig sement der klassifiseringen tilsier det. Uarmerte kjellervegger og tynne bunnplater mot skifer er den klassiske skadetypen i eldre Oslo-bygg.

Stål og jording

Støpejern, stålrør, spunt og jordspyd korroderer raskt i surt miljø. Jordingsanlegg må prosjekteres for det, og VA-føringer i skifer bør legges i tette grøfter med drenering som ikke skaper vannsig gjennom skiferen.

Svelling og tett konstruksjon

Forvitrende alunskifer kan svelle til to–tre ganger opprinnelig volum, med trykk som kan overstige 2 MPa. Løsningen er en tett og radontett konstruksjon mot berget, at forvitret skifer under gulvet fjernes før støp, at diffusjonsåpne løsninger unngås, og at grunnvannsspeilet ikke endres. Den konkrete membran- og fundamenteringsløsningen prosjekteres for den enkelte tomta.

Egenvekt og massebudsjett

Fast alunskifer har egenvekt i samme område som andre leirskifre, noe lavere enn granitt og gneis på grunn av det organiske innholdet. Bruk målt verdi i massebudsjettet, og regn med at forvitrede masser både veier mindre per kubikk og tar mer plass. Volumøkningen ved forvitring kan velte et transportbudsjett som er satt opp for frisk stein.

Brann i fylling

Sulfidoksidasjon er varmeutviklende. Får forvitringsreaksjonene utvikle seg under ugunstige forhold i store, uforseglede fyllinger, kan syredannende svartskifer utvikle betydelig varme og i ytterste konsekvens selvantenne – noe som er dokumentert i eldre deponier. Det er én av grunnene til at deponering krever egen tillatelse med krav til tetting, og til at mellomlager på byggeplass skal være små og kortvarige.

Prosjekteringsansvar per fag

De dyreste alunskiferfeilene i Oslo-prosjekter skyldes sjelden manglende kunnskap i ett fag. De skyldes at alunskifer ble håndtert som geologens og miljørådgiverens problem, mens de andre fagene prosjekterte som om grunnen var vanlig berg. Alunskifer må inn som premiss hos alle.

FagHva alunskifer betyr for prosjekteringen
Arkitekt (ARK)Plassering, kjellerdybde og terrenginngrep som minimerer uttak av skifer
Bygg (RIB)Kote for graveplan, fundamentering, bunnplate, betongkvalitet, plassering av tette sjikt
VVS (RIV)VA-føringer i tette grøfter, ingen fordrøyning til grunnen, vann inn og ut over eiendomsgrenser
Elektro (RIE)Jording i surt miljø, gjennomføringer gjennom det tette sjiktet
BygningsfysikkFukt og temperatur i overgangen over/under terreng; diffusjonsåpne løsninger mot skifer unngås
Miljø (RIM)Tiltaksplan, miljøoppfølgingsplan, klassifisering, deponidokumentasjon, kontroll i anleggsfasen
Geolog / ingeniørgeologKartlegging av skiferlag, prøveplan, tolkning, underlag for alle de andre

Tiltaksplanen: hva den skal inneholde

Tiltaksplanen er dokumentet kommunen godkjenner, og det entreprenøren skal jobbe etter. For alunskifer bør den som minimum dekke:

  1. Kartlegging: berggrunnskart, geologisk befaring, skiferlagenes orientering og utbredelse i og rundt gropa.
  2. Prøvetaking og analyser: prøvepunkter per horisont, laboratorieresultater, klassifisering (syredannende / radioaktivt / utlekking) med henvisning til M-2105.
  3. Mengder: anslått volum per fraksjon – syredannende, usikker, ikke syredannende, radioaktivt avfall.
  4. Håndtering i anleggsfasen: sortering, mellomlagring (sted, varighet, tetting, avrenning), støv og HMS, håndtering av innsigsvann.
  5. Disponering: mottak per fraksjon med bekreftet aksept, transport, deklarering.
  6. Byggtekniske tiltak for gjenværende skifer: tett konstruksjon, betongkvalitet, grunnvann.
  7. Kontroll og rapportering: hvem kontrollerer sortering, når måles avrenning, hva inngår i sluttrapporten.

Geotekniker AS utarbeider alunskifervurderinger og tiltaksplaner for byggeprosjekter over hele Østlandet, sammen med spesialist på syredannende bergarter. Send tegninger, planlagt gravedybde og adresse, så vurderer vi omfanget: Geolog for alunskifer.

Ofte stilte spørsmål

Må all alunskifer til deponi?

Syredannende svartskifer skal som hovedregel til mottak med særskilt tillatelse. Gjenbruk krever risikovurdering, tekniske tiltak og tillatelse fra forurensningsmyndigheten, og er sjelden lønnsomt i ordinære byggeprosjekter.

Hvor lenge kan alunskifer mellomlagres på byggeplassen?

Fersk, uforvitret skifer i totalt inntil seks måneder fra uttak til deponering, med overvann ledet utenom lageret og tiltak mot utvasking vurdert for stedet. Forvitret skifer bør ikke mellomlagres uten at den holdes tørr og tildekket. Mellomlagring utenfor tiltaksområdet krever normalt egen tillatelse fra Statsforvalteren.

Kan alunskifer brukes i betong eller som pukk?

Syredannende alunskifer skal ikke brukes som ordinær pukk eller fyllmasse. Eventuell gjenbruk krever særskilt dokumentasjon og tillatelse, og under bygg utelukkes den i tillegg av DSAs anbefalinger for radium i tilkjørte masser. Betong som står i kontakt med alunskifer må prosjekteres for sulfatpåvirkning og aggressivt miljø.

Hva skjer hvis vi finner alunskifer under graving?

Arbeidet i det berørte området stanses, massene holdes atskilt, og geolog og miljørådgiver kobles inn for prøvetaking og revidert tiltaksplan. Kommunen skal varsles. Å grave videre og «se det an» er den dyreste løsningen.

Hvem har ansvaret?

Tiltakshaver, etter forurensningsloven. Ansvaret kan ikke overføres til entreprenør eller deponi ved å levere massene et sted som ikke har tillatelse for dem.

Kilder